Wiadomości ogólne
- Czas trwania zajęć: 45 minut
- Potencjalne pytania badawcze:
- Co dzieje się z witaminą C pod wpływem wysokiej temperatury?
- Hipoteza sformułowana przez uczniów:
- Gotowanie albo smażenie warzyw i owoców powoduje rozkład wartościowych substancji odżywczych znajdujących się w pożywieniu, w tym również witaminy C.
Doświadczenie
- Potrzebne materiały, przyrządy:
- mąka ziemniaczana,
- jodyna,
- czajnik z gorącą wodą,
- wyciskarka do cytryn i pomarańczy,
- pomarańcze (1 na jeden zespół),
- kupiona w aptece witamina C w tabletkach,
- zlewka lub niewielki garnuszek,
- kuchenka gazowa, lub podgrzewana płyta do gotowania,
- 4 probówki lub 4 niewielkie przezroczyste naczynka (na zespół),
- kroplomierz (na zespół),
- 4 kubeczki w różnych kolorach (na zespół).
- Uwagi dotyczące BHP:
Warunki panujące w klasie powinny być dostosowane do przeprowadzanego doświadczenia. Kuchenka lub płyta gazowa oraz miejsce, w którym stoi czajnik z gorącą wodą muszą być odpowiednio zabezpieczone. Przez czas trwania doświadczenia uczniów obowiązują stroje ochronne (fartuchy laboratoryjne).
- Zmienne występujące w doświadczeniu:
- zmienna niezależna (jaką wielkość/wartość będziemy zmieniać?): temperatura soku z pomarańczy,
- zmienna zależna (jaką wielkość/wartość będziemy mierzyć?): ilość kropli soku z pomarańczy konieczna do odbarwienia roztworu jodyny w krochmalu,
- zmienne kontrolne (czego nie zmieniamy w eksperymencie?): stężenie jodyny w krochmalu.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Zadanie A:
Doświadczenie ma na celu względne oszacowanie ilości witaminy C zawartej w świeżo wyciśniętym soku z pomarańczy i w soku, który został poddany działaniu wysokiej temperatury. Podstawę doświadczenia stanowi fakt, że w roztworze wodnym jodyna tworzy barwny kompleks ze skrobią, który pod wpływem witaminy C ulega odbarwieniu.
Ilość witaminy C w określonym płynie można więc ocenić licząc krople potrzebne do dobarwienia konkretnej objętości roztworu.
- Metody:
- Nauczyciel przygotowuje przed lekcją roztwór jodyny w krochmalu (do 500 ml zagotowanej wody dodajemy dwie łyżeczki mąki ziemniaczanej i dokładnie rozdrabniamy. Następnie dodajemy 3 do 5 kropel jodyny i dokładnie mieszamy).
- Nauczyciel rozpuszcza przed lekcją 1 tabletkę witaminy C (500 mg) w szklance wody.
- Uczniowie dzielą się na dwuosobowe zespoły.
- Każdy zespół jest zaopatrzony w kroplomierz, zestaw czterech probówek zawierających 1 cm3 roztworu jodyny w krochmalu, marker i cztery kubeczki w różnych kolorach.
- Nauczyciel pokazuje uczniom wyciśnięty sok z pomarańczy. Połowę wlewa do garnka, doprowadza do wrzenia i gotuje przez cztery minuty.
- Następnie każdy zespół otrzymuje cztery kubeczki w różnych kolorach, które zawierają: surowy sok z pomarańczy, zagotowany sok z pomarańczy, wodę i rozpuszczoną tabletkę witaminy C.
- Uczniowie podpisują probówki.
- Uczniowie wkraplają badany płyn do odpowiedniej probówki i liczą ile kropel jest potrzebnych do całkowitego odbarwienia roztworu jodyny.
- Doświadczenie powtarzają dla czterech badanych płynów.
Uwaga! Doświadczenie należy przeprowadzać powoli, mieszając dokładnie roztwór po dodaniu każdej kropli badanego płynu.
- Proponowany sposób opracowania wyników:
Uczniowie określają kontrolę pozytywną (rozpuszczona tabletka witaminy C) i kontrolę negatywną (woda) oraz próby badane (surowy sok z pomarańczy i gotowany sok z pomarańczy). Wyjaśniają, dlaczego do prawidłowego wykonania doświadczenia konieczne jest przeprowadzenie zarówno kontroli negatywnej, jak i pozytywnej. Nauczyciel zbiera wyniki od wszystkich zespołów i zapisuje je na tablicy.
| Numer zespołu badawczego |
Ilość kropli potrzebnych do zabarwienia roztworu |
|||
| Świeży sok z pomarańczy | Gotowany sok z pomarańczy | Rozpuszczona tabletka witaminy | Czysta woda z kranu | |
| 1 | 3 | 15 | 4 | 49 |
| 2 | 7 | 12 | 1 | 40 |
| 3 | 4 | 13 | 2 | 33 |
| 4 | 5 | 12 | 1 | 80 |
| 5 | 5 | 15 | 1 | 79 |
| 6 | 3 | 16 | 2 | 38 |
| 7 | 4 | 16 | 2 | 55 |
| 8 | 6 | 12 | 2 | 40 |
| 9 | 6 | 13 | 3 | 60 |
| 10 | 7 | 16 | 2 | 50 |
Na tej podstawie uczniowie obliczają średnie wyniki dla całej klasy. Każdy z uczniów zamieszcza w zeszycie opis przeprowadzanego doświadczenia. W domu każdy z uczniów zapisuje zebrane obserwacje całej klasy w postaci wykresu słupkowego.
Na podstawie wykresu wyciąga wnioski dotyczące wpływu temperatury na rozkład witaminy C. Wnioski zapisuje w zeszycie.
Odpowiada na pytania:
Jakie znaczenie ma witamina C dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka?
Dlaczego surowe warzywa i owoce są zdrowsze niż gotowane?
- Proponowana interpretacja wyników:
Celem eksperymentu było sprawdzenie, w jaki sposób termiczna obróbka wpływa na zawartość witaminy C w pożywieniu. Każdy z zespołów badał ilość kropel świeżego i gotowanego soku pomarańczowego konieczną do tego, żeby odbarwić roztwór jodyny w krochmalu. Jako kontrolę pozytywną użyto 500 mg kupionej w aptece witaminy C, rozpuszczonej w 250 ml wody. Kontrolę negatywną stanowiła czysta woda. Eksperyment powtórzyło dziesięć zespołów badawczych. Po zebraniu wyników całej klasy i obliczeniu średniej okazało się, że do odbarwienia 1 cm3 roztworu potrzeba 2 kropel rozpuszczonej tabletki witaminy C, 5 kropel świeżego soku z pomarańczy i 14 kropel soku gotowanego. Czysta woda w ogóle nie powodowała odbarwienia roztworu, niebieski kolor zanikał w wyniku rozcieńczania roztworu wodą. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzamy, że zawarta w owocach witamina C ulega rozkładowi po poddaniu jej działaniu wysokiej temperatury.
- Proponowane modyfikacje doświadczenia:
Klasa może badać zawartość witaminy C również w innych płynach, takich jak: świeżo wyciśnięty sok z cytryny, sok pomarańczowy z kartonika, rozpuszczony cukierek witaminizowany czy sok marchwiowy.
Uwaga: W materiałach do pobrania załączono materiał dodatkowy (dotyczący m. in. witamin, a w szczególności witaminy C), który uzupełnia zakres przedstawiony powyżej.
Podstawa programowa
- Cele, które zostaną osiągnięte w wyniku przeprowadzenia doświadczenia przez nauczyciela i uczniów pod kierunkiem nauczyciela:
a) wymagania ogólne – cele
- I Znajomość metodyki badań biologicznych: uczeń planuje, przeprowadza i dokumentuje obserwacje i proste doświadczenia biologiczne; określa warunki doświadczenia (…), formułuje wnioski, przeprowadza obserwację preparatów (…)
- II Rozumowanie i argumentacja: uczeń interpretuje informacje i wyjaśnia zależności przyczynowo-skutkowe miedzy faktami, formułuje wnioski i przedstawia opinie związane z omawianymi zagadnieniami biologicznymi.
b) wymagania szczegółowe - treści nauczania
- I Związki chemiczne budujące organizm oraz pozyskiwanie i wykorzystanie energii: 3) Uczeń wyróżnia podstawowe grupy związków chemicznych występujących w żywych organizmach oraz przedstawia ich funkcje.
- VI Budowa i funkcjonowanie organizmu człowieka:
- 3 Układ pokarmowy i odżywianie się: 3) Uczeń przedstawia role i skutki niedoboru niektórych witamin. 6) Wyjaśnia, dlaczego należy stosować dietę zróżnicowaną i dostosowaną do potrzeb organizmu, oraz podaje korzyści prawidłowego odżywiania się.
Materiały do pobrania
Słowniczek
EKSPERYMENT, prowadzony zgodnie z metodą naukową, rozumiany jest jako proces, w trakcie którego badacz, uczeń, wprowadza zaplanowaną zmianę jednego czynnika i bada, jakie ta zmiana przynosi rezultaty, uważając przy tym, by pozostałe czynniki pozostały niezmienne.
OBSERWACJA rozumiana jako zaplanowane gromadzenie faktów, bez wprowadzania jakichkolwiek ingerencji w badane zjawisko. W trakcie obserwacji nie występuje zmienna niezależna, ponieważ nie ingerujemy w badany proces.
Eksperyment i obserwacja są realizowane zgodnie z metodą naukową, a to oznacza:
Postawienie PYTANIA BADAWCZEGO - Pytanie może być zadane przez uczniów lub zaproponowane przez nauczyciela. Pozwala to ukierunkować myśli i skoncentrować się na badanym problemie, uświadamia, że badania naukowe są wynikiem zaplanowanego działania.Dobrze skonstruowane pytanie badawcze jest pytaniem otwartym - uczeń sam chce znaleźć na nie odpowiedź.
Kolejnym krokiem jest postawienie HIPOTEZY, czyli prawdopodobnej, przewidywanej i wymyślonej przez uczniów odpowiedź na pytanie badawcze. Pamiętajmy, że przed wykonaniem eksperymentu nie ma złych lub dobrych hipotez, każda, nawet najbardziej śmiała jest dopuszczalna.
Kolejny etap to określenie ZMIENNYCH:
- ZMIENNA NIEZALEŻNA czyli to, co zmieniamy.
- ZMIENNA ZALEŻNA czyli wielkość, którą będziemy mierzyć, obserwować.
- ZMIENNE KONTROLNE czyli wszystko to, co musi zostać niezmienne.
ZMIENNA ZALEŻNA to parametr mierzony podczas doświadczenia, zmieniający się w zależności od zmian ZMIENNEJ NIEZALEŻNEJ.
W doświadczeniu naukowym pojawiają się również PRÓBY KONTROLNE. Bez kontroli nie można jednoznacznie stwierdzić, czy wyniki doświadczenia są wiarygodne. Kontrola pozytywna to dodatkowa próba, którą przeprowadzamy identycznie, jak próbę badawczą, ale z użyciem takiego czynnika (jeśli jest znany), który na pewno wywołuje pożądany efekt. Z kolei kontrola negatywna to dodatkowa próba, ale bez użycia czynnika, o którym wiemy, że wywołuje badane zjawisko. Z założenia, wynikiem tej próby będzie brak zmiany mierzonego parametru. Nie w każdym układzie doświadczalnym da się zaplanować obie próby kontrolne.
Zajęcia z pytaniem problemowym zakładają dyskusję między uczniami na podstawie dodatkowych pytań lub przykładów dostarczonych przez nauczyciela. Zajęcia te kształcą umiejętność doboru i formułowania argumentów, słuchania osób o innym stanowisku oraz wyciągania wniosków. W wyniku dyskusji cenne byłoby wypracowanie stanowiska, by uczniowie przekonali się, że każda konstruktywna rozmowa powinna zakończyć się rzetelnym podsumowaniem.
Gry dydaktyczne wykorzystują czynnik zabawy, co wspomaga przyswajanie wiedzy przez uczniów. Gry rozwijają pomysłowość, aktywność, samodzielność, umiejętność pracy w grupie oraz uczą radzenia sobie z emocjami. Grając uczymy się przez działanie i przeżywanie. Sukcesem jest osiągnięcie celu, a nie wygrana z innymi, czy zajęcie pierwszego miejsca. Najważniejsza w grze jest dydaktyka. Wygrywać mają wszyscy.
Bibliografia
- Witaminy i minerały – rodzaje i znaczenie dla zdrowia; http://defend.pl/zdrowie/witaminy-i-mineraly-rodzaje-i-znaczenie/
- Kwas askorbinowy, karta leku; http://www.drugbank.ca/drugs/DB00126
